Китай После пяти лет строительства в пригороде Пекина открылась самая большая и самая быстрая в мире аэродинамическая труба.
Аэродинамическая труба JF-22 способна имитировать гиперзвуковые скорости до 30 Махов. Фото: SCMP
Расположенная в районе Хуайжоу на севере Пекина, аэродинамическая труба JF-22 имеет диаметр 4 метра и может генерировать потоки воздуха со скоростью до 10 километров в секунду, согласно окончательной оценке, проведенной 30 мая. Это делает ее крупнейшей и самой быстрой в мире аэродинамической трубой, способной моделировать условия гиперзвукового полета со скоростью до 30 Махов (37 044 км/ч), по данным Института машиностроения, который управляет JF-22.
Туннель «поддержит исследования и разработки Китая в области гиперзвуковых летательных аппаратов и космических транспортных систем», – говорится в заявлении института от 2 июня. Для сравнения, диаметр испытательной камеры туннеля для скорости 10 Махов (12 348 км/ч) в Исследовательском центре Лэнгли НАСА в США, ключевом центре испытаний гиперзвуковых летательных аппаратов, составляет почти 0,8 метра. Более крупная испытательная камера позволяет исследователям помещать в аэродинамическую трубу крупные модели летательных аппаратов и даже целые образцы вооружения для получения более точных данных полёта. Диаметр большинства межконтинентальных баллистических ракет составляет менее 4 метров.
Проект JF-22 связан с целью, поставленной китайским правительством и стремящейся к её достижению к 2035 году: развернуть флот гиперзвуковых самолётов, способных ежегодно доставлять тысячи пассажиров в космос или в любую точку планеты в течение часа. Однако такой самолёт должен выдерживать экстремальные температуры и давления гиперзвукового полёта, сохранять стабильную траекторию полёта и обеспечивать безопасные и комфортные условия для пассажиров.
На скоростях, в пять раз превышающих скорость звука, молекулы воздуха вокруг самолёта начинают сжиматься и нагреваться, что приводит к молекулярной диссоциации. Молекулы газа распадаются на составляющие их атомы, которые могут реагировать друг с другом, образуя новые химические вещества. Понимание сложной физики воздушных потоков и молекулярной диссоциации имеет ключевое значение для разработки сверхзвуковых самолётов.
Изучая явления в экспериментальных условиях, таких как аэродинамические трубы, учёные могут исследовать взаимодействие гиперзвуковых аппаратов с окружающей средой и разрабатывать новые технологии для повышения производительности и безопасности. Испытания в аэродинамической трубе могут помочь выявить потенциальные проблемы или конструктивные недостатки до того, как аппарат будет построен и испытан, снижая риск поломки или аварии.
По некоторым оценкам, имитация полёта со скоростью 30 Махов в большой аэродинамической трубе потребовала бы столько же энергии, сколько и плотина «Три ущелья», что практически невозможно. Поэтому профессор Цзян Цзунлинь, ведущий учёный проекта JF-22, предложил идею.
Для создания высокоскоростного газового потока, необходимого для гиперзвуковых испытаний, Цзян предложил новый тип генератора ударных волн, называемый «двигателем прямого отражения ударной волны». В обычной аэродинамической трубе газовый поток создаётся путём расширения, при котором газ под высоким давлением быстро выбрасывается в камеру низкого давления, создавая сверхзвуковой поток. Однако этот метод имеет некоторые ограничения, связанные с созданием чрезвычайно высоких скоростей и температур, необходимых для гиперзвуковых испытаний.
Двигатель Цзяна на основе отражённой ударной волны преодолевает это ограничение, используя серию точно рассчитанных по времени взрывов для генерации серии ударных волн, которые отражаются друг от друга и сходятся в одной точке. Результирующий выброс чрезвычайно мощной энергии используется для перемещения воздуха через аэродинамическую трубу на сверхвысоких скоростях.
Это нововведение открывает путь ко многим достижениям, повышая точность и эффективность исследований гиперзвуковых полётов. Использование взрывчатых веществ для генерации энергии в аэродинамической трубе имеет множество недостатков, включая опасность для людей и оборудования, шум и загрязнение воздуха. Однако, поскольку источником энергии являются взрывы, а не стационарные механические системы, интенсивность и продолжительность взрывов можно регулировать для создания различных воздушных потоков при испытаниях различных типов транспортных средств или материалов.
Национальная ассоциация естественных наук Китая направила 16 независимых экспертов для оценки JF-22 по нескольким ключевым параметрам, включая эффективное время испытаний, полную температуру, полное давление и расход воздуха через сопло. Они пришли к выводу, что JF-22 достиг лучших в мире характеристик. Вместе с аэродинамической трубой JF-12, JF-22 стал единственным наземным испытательным полигоном, отвечающим всем требованиям к аппаратам для околоземного космоса.
Ан Кханг (по данным SCMP )
Ссылка на источник
Комментарий (0)